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1、自动人脸识别技术Automatic face Recognition Technology刘运松 （计算机应用技术专业研究生） 长沙理工大学计算机与通信工程学院 云影讲坛 2009.5.82报告内容1人脸识别的意义与感性认识2人脸识别的现状3人脸识别的过程4人脸识别的方法5人脸的关键技术6人脸识别系统的开发与试验工具7图像协会金稻蒸脸器 http:/ http:/ 视觉最杰出的能力之一。虽然人脸识别的 准确性要低于虹膜、指纹的识别，但由于 它的无侵害性和对用户最自然、最直观的 方式，使人脸识别成为最容易被接受的生 物特征识别方式。人脸识别是人体生物认证技术的一种， 首先我们谈谈人体生物认证技术
2、n人体生物的生物特征包括生理特征和行为特征 两大类。人体的生理特征主要包括人脸、指纹、掌纹、 掌形、虹膜、视网膜、静脉、DNA、颅骨等， 这些特征是与生俱来的，是先天形成的；而行为特征包括声纹、签名、步态、耳形、按 键节奏、身体气味等，这些特征是由后天的生 活环境和生活习惯决定的。n这些生物特征本身固有的特点决定了其在生物 认证中所起的作用是不同的。表1对各种生物 认证技术作了一个简单的比较。生物特征识别：生物特征识别：人脸 脸部热量图 指纹 手形 手部血管分布 虹膜 视网膜 签名 语音 7基于生物特征的身份认证n生物特征=生理特征+行为特征n生理特征(what you are?) 与生俱来，
3、如DNA、脸像、虹膜、指纹等n行为特征(what you do?) 后天习惯使然，如笔迹、步态等8人体生物特征的起源于 传统的身份认证的问题n基于知识的身份认证(what you know?) 容易忘记 容易被盗 容易攻击n基于令牌的身份认证(what you have?) 容易丢失 容易被盗 容易伪造n知识+令牌我们必须寻找更加可靠便捷的身份认证方法我们必须寻找更加可靠便捷的身份认证方法 -人体生物认证人体生物认证10常用生物特征的比较生物特 征普遍性独特性稳定性可采集 性性能接受程 度防欺骗 性人脸HighLowMediumHighLowHighLow指纹MediumHighHighMed
4、iumHighMediumHigh手形MediumMediumMediumHighMediumMediumMedium虹膜HighHighHighMediumHighLowHigh视网膜HighHighMediumLowHighLowHigh签名LowLowLowHighLowHighLow声音MediumLowLowMediumLowHighLowA. Jain, L. Hong and S. Pankanti. “Biometrics: Promising Frontiers for Emerging Identification Market”， Communication ACM, 2
5、000生物特 征普遍性独特性稳定性可采集 性性能接受程 度防欺骗 性 人脸HighLowMediumHighLowHighLow指纹MediumHighHighMediumHighMediumHigh手形MediumMediumMediumHighMediumMediumMedium虹膜HighHighHighMediumHighLowHigh视网膜HighHighMediumLowHighLowHigh签名LowLowLowHighLowHighLow声音MediumLowLowMediumLowHighLow人脸识别的意义nBill Gates: 以人类生物特征进行身份验证 的生物识别技术
6、，在今后数年内将成为IT 产业最为重要的技术革命蒸脸器有用吗 http:/ Universality n唯一性 Uniqueness n恒久性 Permanence n易采集性 Collectability n系统性能 Performance (achievable identification accuracy, resource requirements, robustness) n用户接受程度 User Acceptancen防欺骗能力 Resistance to Circumvention13各种生物特征市场份额的统计生物认证技术市场收入的预测1415人脸识别的应用n人脸识别系统在金融
7、、证券、社保、 公安、军队及其他需要安全认证的行 业和部门有着广泛的应用n典型应用 罪犯调查 访问控制 人员考勤 重用门票 驾驶执照n电子商务n信用卡n准考证n身份证人脸识别人脸识别人脸识别因识别方式友好、可隐蔽而备受学术界和工业 界关注（但人脸识别不是万能的）17人脸识别的军事应用n导弹基地、军火库房等要地的门禁或通道 控制n核能设施等重要军事装备的启动控制几个人脸识别系统介绍n1.中科奥森人脸识别系统n2.南京理工的人脸识别n3.深圳康贝尔人脸识别系统 1.中科奥森人脸识别系统n本系统采用了目前最先进的人脸检测与识 别技术，具有人脸获取隐蔽，识别速度快 ，检测与识别率高，鲁棒性好、安全性高
8、 和实用方便等优点，可广泛应用于家庭安 全监控、办公室安全监控、通道监控等诸 多方面，推广的应用前景领域遍及家庭、 办公、军队、政法、银行、物业、海关、 互联网等。 1.中科奥森人脸识别系统（续）n国际首创近红外人脸识别关键技术，包括算法思路、软件技术、以及光学和 电子硬件设计。 n国内首创中远距离(大于5米)人脸识别关键技术和系统。该系统能够在中远距 离快速准确、稳定地跟踪多个人脸，并能在侧脸，后脑勺状态保持跟踪，算 法达到国际先进水平。将人脸识别与智能监控相结合是一项全新的技术。 n自主产权解决了环境光照对人脸识别不利影响等国际难题，实现了快速准确 可靠、不受环境光照影响的人脸识别技术，能
9、防止照片模型等非法攻击，系 统性能达到国际领先水平。该系统已在我国深圳-香港通关口岸成功运行多 年。 n通过中国信息安全产品测评认证中心身份认证产品与技术测评中心权威测 评。 n系统产品丰富,可以支持从几个人到万人级的识别,。并采用国际标准接口， 可以无缝接入现有的安全防范系统。 n支持多种数据库系统，可建立高效索引机制实现快速查询。模块化组网方式 ，集合TCP/IP和RS485总线传输优点，适合各种形式或规模的应用。 n支持与其他密码/生物特征识别等技术的逻辑组合运算，实现更严格的安全管 理.。n具有自主知识产权的关键技术，包括如下功能：近红外/可见光人脸识别、人 脸图像对比和检索、监控状态
10、下中远距离人脸识别，场景智能监控及报警 等。其领军人物李子青何许人也？n李子青, 获湖南大学学士、国防科大硕士、英国 Surrey大学博士学位。2000年辞去新加坡南洋 大学终身教职，加盟微软亚洲研究院。2004年作 为“百人计划”入选者来到中科院自动化所，现为 中科院自动化所生物识别与安全技术研究中心主 任。n在微软研发的人脸识别系统 EyeCU，比 尔.盖茨接受CNN采访为之讲解。n在中科院自动化所研发的“AuthenMetric 中科奥森”人脸识别系统和智能视频监控系 统，已包括北京奥运会和边境检查等多个 国家重大安全部门实施并发挥作用。n李子青其宣称产品识别率世界第一。那口气一看 （不
11、用人肉搜索）大家就知道是他从湖南这块地 走出去的人。n我们与李子青的关系除了先后都曾引马湘江外（ 我们还在饮，他基本不饮了），更重要是我们计 算机通信学院的刘伟华师兄学长作为交流访问学 生，加入了李子青的人脸识别团队（好像是世博 会项目）。n据消息灵通人士透露，刘师兄已学到了其项目组 老大李子青40年功力的一半（即20年功力）。（ 初看好像与刘学长20几岁，李子青40几岁相关 ）。n如果刘师兄把他的功力，传给大家的话，我们也 就可以宣称世界第二了（哈哈）。n北京奥 运开幕 式人脸 识别门 票查验 现场 观众人 脸身份 验证 n中科院人脸识别技术成功用于奥运会开幕式n 8月8日，数万名观众由国家
12、体育场鸟巢的100多个人脸识别系统 快速身份验证关口有序入场，参加2008北京奥运会的开幕式。据悉 ，该验证系统是由中科院自动化所研制的。2.南京理工的人脸识别n南京理工人脸识别其领军人物是本届全国模式识 别年会主席杨静宇老教授。n杨静宇其人：我院孙涛等兄弟经常引以自豪的师 爷，我院著名教授徐尉鸿教授的导师与领导同 事。n杨静宇教授于19821984年在国际模式识别领 域的权威美国伊利诺斯大学CSL实验室T.S. Huang教授指导下从事模式识别理论研究。 一生 功勋卓越：他先后在国内外学术刊物和国际学术 会议上发表论文余篇，出版论（译）著 本，指导【博士后】研究人员人，培养【博士 】研究生人
13、。n他培养的57多名博士，如今都已成为各个单位的骨干。其 中最著名的是：n杨健博士（32岁当教授），获全国百篇优秀博士论文提名 奖，他在模式识别顶级刊物IEEE TPAMI上发表的两篇论 文，目前已经分别被国内外学者和专家引用180多次和近 60次。n刘克教授曾获得了第三届霍英东教育基金会青年教师基金 和青年教师奖。n洪子泉博士在国际上首次提出了基于代数特征的人脸识别 方法。n金忠教授2001年发表在Pattern Recognition上关于不 相关鉴别分析的论文，曾收到著名的Thomson公司的贺 信，祝贺该论文被引用次数位于同一领域引用次数最高的 百分之一以内。 n2008年，杨教授在相
14、继接受国际著名学术期刊Pattern Recongnition Letters的主编、Neurocomputing的主编的 邀请，加盟上述两大国际学术期刊编委会，成为两大国际学术期刊的 编委(Associate Editor)。上述两大国际学术期刊对遴选编委会成员 的要求非常高，Pattern Recongnition Letters在中国仅有四位 编委，杨健教授是目前中国编委中最年轻的一位，其他三位分别来自 清华大学、中国科学院和微软亚洲研究院杨老师n首次提出的2DPCA方法和在鉴别分析方面的研究成果已引起国内外 相关领域学者的广泛关注。n国内模式识别研究领域的权威、西安交通大学的校长郑南宁
15、院士最近 在国际知名期刊IEEE Intelligent Systems上发表的题为“中国 图象处理和模式识别50年回顾”的论文中，着重指出了杨教授在基础 研究方面的四项研究成果，并强调说“2DPCA与2DLDA方法是本世纪 初源于中国的”。 n“911”事件是生物特征认证技术在全球发展的一 个转折点。“911”以后生物识别技术的重要性被 全球各国政府更加清楚地认识到。传统的身份鉴 别技术面临反恐任务时所表现出来的缺陷，使得 各国政府在研究与应用上对生物特征识技术开始 了大规模的投资。n在美国：三个相关的法案（爱国者法案、边境签 证法案、航空安全法案）都要求必须采用生物识 别技术作为法律实施保证。总体上来说，国外生 物认证技术的应用已经进入了以政府应用为主的 阶段。深圳康贝尔人脸识别系统n人脸识别门禁系统 人脸识别大型场馆准入系统 人脸识别在银行金库的应用n中国人民银行规定所有的金库安防监控系 统都要有人脸识别功能n联合国的国际民用航空组织(ICAO)已对188 个成员国发布了航空领域使用生物特征认 证技术的规划，提出将在个人护照中加入 生物特征(包括指纹识别、虹膜识别、面相 识别)，并在进入各个国家的边境时进行个 人身份的确认。目前，此规划已经在美 国、欧盟、澳大利亚、日本、南韩、南
